反应精馏及其研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第3期化学工业与工程技术Vol_27No．32006年6月JournalofChemicalIndustry&EngineeringJun．，2006反应精馏及其研究进展晋正茂，王维德(华侨大学材料科学与工程学院，福建泉州362021)摘要：反应精馏是化学反应和精馏分离耦合在一个设备中进行的操作。简述了反应精馏技术，介绍了稳态均相反应精馏过程模拟的平衡级模型、非平衡级模型、非平衡池模型、统计模型、微分模型以及相应的计算方法，并指出了今后的研究方向。关键词：反应精馏；平衡级；非平衡级；非平衡池；统计；微分中图分类号：T

2、Q028．13文献标识码：A文章编号：1006—7906(2006)03—0010—05在反应精馏操作提出之前，化学反应在反应器恒定，混合物的组成变化不大，则系统的温度分布将中进行，而精馏分离在蒸馏塔中进行。反应精馏自基本保持不变，使化学反应速率因温度的变化所受1860年以来已经被应用于各种化工过程中]。但影响较小，也减小副反应发生的机率。直到1921年，反应精馏概念才由Backhaus提出[2]。c)减少设备投资费用和操作费用，也减少能量从20世纪30年代到60年代初，主要对一些特定体消耗]。由于化学反应和精馏操作在一个精馏塔中系的工艺条件进行探索，并且局限于板式塔中的

3、均进行，所以化学反应不需要专门的反应器，不必进行相反应精馏。一直到60年代末，才开始对反应精馏未参与反应的反应物二次蒸馏和重回反应器的操的一般性规律进行研究。70年代后，开始转向反应作，减少了能量消耗。若化学反应是放热反应，则产精馏的工艺计算，但是至今没有形成系统的理论体生的反应热可以被蒸馏操作直接利用，减少了再沸系，同时也开始对催化精馏进行研究[3]。从80年代器提供的能量。开始，对于反应精馏的数学模拟、操作优化、过程设d)设备紧凑，减少操作所需要占用的空间]。计进行了大量研究工作，其中均相反应精馏数学模e)可以有效地避免共沸物的形成给精馏分离操拟发展至今已经比较成熟。

4、本文介绍了反应精馏的作所带来的困难。在反应精馏中，由于化学反应的优点、使用反应精馏时的基本要求、对于反应精馏的存在，在常规精馏中存在的共沸体系在反应精馏中分类以及反应精馏的应用等，并且详细地介绍了均可能消失J。相稳态反应蒸馏的数学模型及其解法，主要有平衡f)对于一些用常规精馏难以分离的物系，使用级模型、非平衡级模型、非平衡池模型以及统计模型反应精馏可以获得比较纯净的目的产物。如间二甲和微分模型。苯和对二甲苯是同分异构体，使用常规精馏分离，需1反应精馏及其应用要较多的理论塔板数和较大的回流比，使用对二甲1．1反应精馏的优点苯钠作为夹带剂只需要6块塔板即可有效分离。反应精馏与

5、常规精馏都是在普通的蒸馏塔中进g)对于催化蒸馏，催化剂填充层起着加速化学行，但由于精馏操作和化学反应的相互影响，反应精反应速率和传质的作用]。尺寸不同的催化剂结构馏具有自身显著的优点，主要有以下几点：组成的床层可以有效地防止出现旁道和沟流等现a)提高了反应物的转化率和选择性，有些情况象。催化剂颗粒一般都用其他物质包裹起来，这样下可使反应物的转化率接近100[2]。对于可逆反避免了催化剂与器壁直接接触，减轻了催化剂对设应，蒸馏操作把生成物从反应体系中移走，使化学反备的腐蚀，同时降低催化剂的磨损，延长了催化剂的应不断向正方向移动，加大了反应物的转化率。对于连串反应，蒸馏操作及

6、时地把中间产物从反应体收稿日期：2005—12—23系中移走，可以避免副产物的产生，同时提高了反应作者简介：晋正茂(1982-)，男，河南洛阳人，硕士研究生，主物的选择性。要从事精馏的数学模拟研究。b)化学反应过程容易控制【4]。操作系统压力E-mail：jinzheng@hqu．edu．cn维普资讯http://www.cqvip.com晋正茂等反应精馏及其研究进展·11·使用寿命。业上，重要的反应精馏过程主要包括以下反应类1．2使用反应精馏的基本要求型[¨：(1)酯化反应；(2)乙烯基乙酸盐的合成；(3)酯由于反应精馏是化学反应和精馏分离耦合的操交换反应；(4)水解反

7、应；(5)缩醛化作用；(6)水合／作过程，所以化学反应和精馏操作既相互促进，又相脱水作用；(7)烷化／烷基交换作用／脱烷作用；(8)异互限制。一个化学工艺如要使用反应精馏操作得到构化作用；(9)氯化作用；(10)氢化作用／脱氢加硫；所需要的目的产物，必须满足以下基本要求：(11)二聚／齐聚作用；(12)硝基作用；(13)乙醇胺的a)化学反应必须在液相中进行[1。生产；(14)碳酰基化；(15)氨化作用；(16)醇解反应；b)在操作系统压力下，主反应的反应温度和目(17)氨基化作用。以上反应类型所包括的具体反应的产物的泡点温度接